거더 (Girder)
쉽게 풀면
이중저 안쪽이나 갑판 밑에 놓인 크고 튼튼한 대들보로, 집을 지을 때 지붕을 받치는 굵은 대들보처럼 선체 내부의 큰 하중을 받아냅니다. 화물창 바닥 아래를 열어보면 이런 대형 종방향 골조가 배의 중심선을 따라 뻗어 있는 것을 볼 수 있습니다.
왜 중요한가
거더는 이중저 구조에서 선저와 탱크톱 사이에 작용하는 국부 및 전체 하중을 전달하는 핵심 부재로, 화물창 구조해석에서 좌굴 및 굽힘 강도 검토의 대상이 됩니다. 특히 벌크선처럼 국부하중이 큰 선종에서 거더 배치와 개구부 위치가 구조 안전성 연구의 주요 관심사입니다. 거더의 배치와 간격은 화물창 위에 실리는 중량물의 분포에 맞춰 설계되어, 특정 구역에 하중이 집중되는 산적화물선이나 중량화물선에서 특히 중요하게 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
벌크선의 이중저에 센터거더를 배치하여 화물창 바닥에 작용하는 화물하중을 효과적으로 분산시킨다.
이 문장은 거더의 개구부 설계가 구조 안전성에 미치는 영향을 보강재 설계로 개선한 사례를 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
거더는 배치 위치에 따라 선체 중심선을 따르는 중심선거더와 그 옆에 나란히 배치되는 측거더로 구분되며, 배관이나 통로를 위한 개구부를 둘 때는 응력집중을 줄이기 위한 보강이 필요합니다. 거더는 선체의 여러 종통 부재 중에서도 특히 큰 단면 부재를 가리키며, 개별 종통재보다 넓은 범위에 걸쳐 하중을 분산시키는 역할을 담당한다는 점에서 단순 보강재와 구분됩니다. 거더는 갑판이나 선저 등 넓은 평면 부재를 지지하는 큰 보 역할을 하며, 종방향으로 놓인 종통거더와 이를 가로지르는 횡방향 부재가 격자 형태로 짜여 넓은 면적의 하중을 효율적으로 분산시킵니다. 거더의 높이와 두께는 지지하는 판의 면적과 그 위에 걸리는 하중 크기에 비례해 설계 단계에서 계산됩니다. 종통거더 사이의 공간은 배관이나 케이블을 지나가게 하는 통로로도 활용되어, 구조 부재이면서 동시에 실용적인 공간 기능도 겸합니다.
주의할 점
거더에 개구부를 과도하게 크게 두면 국부강도가 급격히 저하될 수 있어 개구부 크기와 위치는 구조 규정에 따라 제한됩니다.